Quiz O Universo invisível

4 O espectro de
uma outra
“nebulosa” por
Edwin Hubble em torno de 1920. Mostra as
linhas escuras sobrepostas em um fundo
brilhante, como os espectros das estrelas.
Isto signiica que esta “nebulosa” não é feita
de gás, mas de estrelas. Esses objetos são
agora chamados de “galáxias”.
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A miragem gravitacional LRG 3-757.
O anel azul é a
imagem distorcida
de uma galáxia azul
que ica exatamente
atrás da enorme
galáxia vermelha.
A galáxia maciça e a matéria escura que ela
contém atuam como uma lente
gravitacional para a luz da galáxia atrás
dela. A curvatura dos raios de luz pela
gravidade foi prevista corretamente por
Einstein em 1915.
As estimativas atuais
dizem que a energia
escura constitui 70%
do Universo, a matéria
escura 25%, e o
Universo conhecido
(Galáxias com todos
os seus componentes
e o meio intergaláctico)
apenas 5%.
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O primeiro espectro de
uma nebulosa feito por
Huggins em 1860mostra três linhas brilhantes.
Algumas propriedades do Universo
observado sugerem que existe uma
grande quantidade de matéria ainda
não detectada, chamada "matéria
escura", que age por gravitação nos
objetos visíveis. Os astrônomos
concordam que esta matéria escura
não pode ser pequenas estrelas ou
planetas, nem nuvens escuras, nem
buracos negros, nem antimatéria.
Observações de galáxias distantes
indicam que a expansão do Universo está
se acelerando. A interpretação padrão
é que há uma forma desconhecida de
energia causando essa aceleração,
chamada “energia escura”.
No entanto, algumas teorias alternativas
podem não exigir a presença de matéria
escura ou de energia escura, mas elas
precisam ser capazes de explicar todas
as observações.
Quiz
Respostas no verso
Qual destas
imagens é
obtida em luz
visível?
Imagens em luz invisível
Observar objetos celestes em luz
“invisível”, como ondas de rádio,
infravermelho, microondas, ultravioleta,
raios X ou raios gama, permite aos
astrônomos compreender melhor
do que eles são feitos.
Por exemplo, as partículas de poeira
misturadas com o gás interestelar
são aquecidas pelas estrelas a
temperaturas inferiores à do
corpo humano. Então elas emitem
apenas no infravermelho, enquanto
a maioria das estrelas, que têm
temperaturas entre 5.000 e
50.000 graus, emitem no visível.
Parte do gás interestelar ou
intergaláctico diluído é aquecido a
temperaturas de milhões de graus
ou mais. Ele é visível apenas em
raios-X.
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Matéria escura e energia escura
No. 2
ES‐001 Observatório de Paris
Grażyna Stasińska
O Universo invisível
O Universo no meu bolso
A galáxia Sombrero, uma galáxia maciça
com um bojo nuclear enorme feito
principalmente de estrelas velhas, e um
disco ino de estrelas, gás e poeira.
Esquerda: imagem feita com o telescópio
ESO 1,5 m no visível. Direita: composição
de cor falsa: imagem infravermelha (em
vermelho) pelo telescópio espacial
Spitzer, sobreposta a uma imagem do
telescópio espacial Hubble em luz visível
(em azul).
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O aglomerado de
galáxias Fênix. Imagens
de galáxias (em amarelo)
estão sobrepostas à
imagem de raio-X (azul)
obtida pelo telescópio
de raios-X Chandra,
revelando uma enorme
nuvem de gás com mais
de um milhão de graus.
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Os primeiros espectros de objetos
celestes foram obtidos mais de
200 anos após a descoberta de
Newton.
Um espectro, que é o nome dado
por Newton à luz decomposta por
um prisma, contém muita
informação sobre a composição, a
temperatura e a densidade da
fonte emissora.
No entanto, levou tempo para que
os físicos aproveitassem
plenamente essa possibilidade de
estudar as propriedades dos
corpos que emitem luz.
Em 1665, Isaac Netwton, o
mesmo que descobriu as leis da
gravidade, mostrou que a luz do Sol
era composta de cores diferentes.
O início da espectroscopia
Newton fez um
buraco nas
persianas de
seu quarto,
dirigiu o raio de
luz do Sol sobre
um prisma e
coletou a luz
que tinha cruzado o prisma em uma folha
branca. Isso mostrou as belas cores do
arco-íris. Ao colocar um prisma invertido na
frente da folha, reconstituiu a luz do Sol.
+
3
Primeiros passos
Nos tempos antigos, o conhecimento
do Universo era limitado ao que o olho
humano pode ver. Mitos e lendas
completavam essa visão do Universo.
No início do século XVII, os primeiros
telescópios permitiram que os astrônomos detectassem objetos várias
vezes mais fracos do que os objetos
mais fracos vistos a olho nu. Centenas
de estrelas foram descobertas e
muitas nebulosas foram detectadas.
No inal do século XIX, a fotograia
astronômica permitiu uma exploração
mais profunda do espaço. Pode-se
seguir um objeto no telescópio e gravar
a sua luz em uma placa fotográica
durante um longo tempo. Dessa
maneira, os astrônomos puderam
detectar muito mais detalhes nos
planetas e nos objetos nebulosos.
O Universo no meu bolso No. 2 Este livrinho foi escrito por Grażyna
Stasińska do Observatório de Paris
(França), e traduzido por Natalia Vale
Nrda
1 Universidade Federal de Santa
Asari
Catarina (Brasil).
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Ele vai de menos de 1/1000000000m
para os raios-X até mais de 1 km para as
ondas de rádio. O espectro visível vai de 0,4 a
0,8 μm, que é uma pequena porção de todo o
espectro. As imagens astronômicas são na
maioria das vezes mostradas em cores falsas,
para ver melhor os detalhes.
A atmosfera da Terra é transparente à luz
visível, às ondas de rádio e, em parte, à luz
infravermelha. Para observar ultravioleta
ou raios-X dos objetos celestes, os
astrônomos devem usar satélites.
Comprimento de onda 1 μm 1 mm 1m 1 km Transmissão atmosférica Raios X UV IR microondas ondas de rádio 11
Alguns objetos no Universo permaneceram completamente ocultos aos
astrônomos até que eles observaram
com instrumentos trabalhando em
“luz invisível”. Na verdade, por serem
extremamente frios ou extremamente quentes, eles emitem
muito mais luz nas partes invisíveis
do espectro. Foi somente quando os
astrônomos observaram as zonas
correspondentes com grandes
telescópios, que coletam muita luz,
que eles poderiam “ver” esses
objetos em luz visível. Este é o caso, por exemplo, de
quasares, que foram descobertos
no rádio, ou galáxias com surtos de
raios gama, nas quais os raios
gama foram observados antes de
que as galáxias fossem conhecidas.
10 Uma imagem do telescópio
espacial de Hubble no visível de
duas galáxias descobertas
pelo satélite IRAS no
infravermelho. Eles são 100
vezes mais luminosas no
infravermelho do que no visível,
e são chamadas ULIRGS
(galáxias infravermelhas
ultra-luminosas).Muitas
ULIRGS têm companheiras
próximas e mostram sinais de
interação.
N
Imagem do HST no
visível da nebulosa
planetária do Olho
de Gato,
digitalmente
processada
Imagem da capa: uma parte do Chandra
Deep Field South, uma imagem composta
tirada em raios-X com o Telescópio
Espacial Chandra. Ela mostra centenas
de quasares em distâncias de até 12
bilhões de anos-luz.
A maioria das imagens neste folheto vem
dos telescópios espaciais Hubble, Spitzer e
Chandra, e do rádiotelescópio VLA.
Para saber
mais sobre essa
série e sobre os tópicos
deste livreto, visite
htp://www.tuimp.org
TUIMP Creative Commons
visible spectrum Imagem de M31 pelo
Telescópio Ultravioleta a
bordo da espaçonave
Swift da NASA
Uma imagem composta
em infravermelho de
uma nuvem interestelar
pelo telescópio espacial
Spitzer. Os
aglomerados vermelhos
são zonas onde as
estrelas se formam, que
aparecem escuras em
imagens visíveis.
Uma imagem moderna
em rádio feita com o VLA
da fonte de rádio 3C273.
Em 1963, Martin Schmidt
mostrou que seu centro
é ocupado por um objeto
estelar azul
a uma distância
muito grande. Este foi o
primeiro quasar descoberto.
Uma imagem moderna na
luz visível obtida com o
telescópio espacial de
Hubble mostra um jato.
•  Microondas (como aquelas usadas
para aquecer alimentos em nossos
fornos de microondas),
•  Luz infravermelha (emitida por corpos
vivos e detectável com óculos especiais),
•  Luz visível (a maioria da luz solar),
•  Luz ultravioleta (luz invisível do Sol que
provoca bronzeamento),
•  Raios-X (usados para visualizar
nossos ossos).
Quanto maior a temperatura de um
corpo, menor o comprimento de onda da
luz emitida.
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A luz visível, que é a luz que o olho humano
pode ver, representa apenas uma parte
muito pequena do espectro total de
radiação. A luz pode ser descrita pelo
seu comprimento de onda. A luz é
composta de •  Ondas de rádio (como as recebidas
pelos nossos aparelhos de rádio),
Luz invisível
Esquerda: uma foto da
constelação das Plêiades,
que pode ser vista a olho nu.
Para os povos aborígenes
do norte
da Austrália, as
Plêiades são um grupo de
cangurus perseguidos por
um bando de dingos.
Galileo Galilei mostra ao
Doge de Veneza como
usar o telescópio
(afresco por Giuseppe
Bertini).
Um desenho
das Plêiades
feito por
Galileu.
Uma imagem de rádio
do VLA dos jatos da
rádio-galáxia 3C353.
Uma imagem
composta de raios X
(azul) / rádio (rosa) do
aglomerado de
galáxias Abell 400. Os
jatos de rádio surgem
do núcleo duplo da
galáxia central.
Descobertas na luz invisível
Estrelas
descobertas
são pequenos
asteriscos.
2
A primeira fotograia da
nebulosa de Órion feita por
Henry Draperi em 1880
com uma exposição de 50
minutos usando um
telescópio de 28 cm de
diâmetro.
O espectro completo da luz
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